Manette de puissance numérique et BMS

Notre manette de puissance numérique comporte une architecture caractérisée par :

  • une mécanique robuste conçu et réalisée sur fraiseuse numérique par Sylvain MACHOT.
  • un capteur de position du levier de puissance par effet hall mise au point par Sylvain MACHOT.
  • Un régulateur haute tension générant à partir de la batterie de propulsion le 5V nécessaire à l'électronique.
  • Un bouton poussoir lumineux.
  • Un écran LCD transflectif à fort contraste en lumière du jour.
  • Un capteur altimètrique numérique de haute précision.
  • un micro contrôleur puissant à l'architecture RISC exécutant des instructions en un cycle d'horloge.
  • Un logiciel temps réel complexe conçu par Stéphane LELONG. Celui-ci intègre la gestion de la puissance et de ses divers modes de vols. l'affichage, la gestion du bouton poussoir lumineux ainsi que celle de la manette. Il gère également la surveillance de la batterie, BMS, et les divers capteurs de températures.

Schéma :

Câblage sur une carte à matrice :

Première étape : souder les composants et les fils.
Deuxième étape : relier les composants entres eux avec des petits ponts de soudures comme sur la photo.
Troisième étape : prendre une loupe pour vérifier qu'il n'y ai pas de mauvaises soudures ou de courts circuits.
Quatrième étape : avec un testeur de continuité, tester chaque piste en vérifiant la correspondance avec le schéma.

Les pistes bleus symbolisent le zéro volt, masse du système.
Les pistes rouges symbolisent le +VCC, la tension de 5 volts.
Les fils verts symbolisent les fils de connexions.
Pour les différents capteurs, il faudra plusieurs fils +VCC et 0V. Vous pouvez souder des fils sur les pistes rouges et bleus suivant votre convenance.
Les composants sont aussi en vert, l'échelle correspond à un agrandissement par 4 de la carte. La feuille ayant des carreaux de 5*5 mm.
Les quatre croix indiquent qu'il faut enlever les pastilles à ces endroits pour sécuriser la connexion +BATT et réduire les risques de court circuits. Soit en grattant les pastilles avec un cutter soit en les chauffant longtemps avec le fer à soudé jusqu'à leur décollement.
Les deux points VBATT doivent êtres reliés entre eux par un fil de câblage.
Attention à la polarisation de la diode D1 et du condensateur chimique C1.
Il y a deux strap à souder.
Vous pouvez utiliser un brin de fil pour aider à la création des grandes pistes.

Câblage de la manette :

La manette comporte :
  • le bouton poussoir avec sa LED
  • Le capteur à effet HALL et son aimant
  • L'écran LCD
Le câblage est simple, il faut idéalement utiliser un câble multiconducteur blindé. Une bonne solution peu coûteuse est de récupérer des vieux câbles de matériel informatique.
La masse du câble doit être reliée au zéro volt de la carte électronique. Coté manette ne pas la relié à ce même zéro volt.
Le capteur à effet HALL peut être remplacé par un potentiomètre relié entre le zéro volt et le +VCC.
Le poussoir et la LED peuvent être également d'autres modèles et pas forcement intégrés dans le même boiter.

Câblage du capteur de courant :

Nous avons câblé les condensateurs au plus près du capteur de courant. Une fois câblé et le fonctionnement vérifié. Nous avons coulé de la résine dessus pour figer, isoler et étanchéifier ceux-ci. Le câblage peut se faire directement à la carte ou en utilisant une rallonge de servo coupée en deux parties. La longueur de câble doit être la plus courte possible pour préserver le signal. Un câble blindé est une bonne solution aussi, par exemple un câble informatique récupéré. Il faudra faire passer dans le capteur les deux câbles positifs ou les deux câbles négatifs de puissance. Le capteur peut être placé à tout endroit du câblage.

Composants :

Carte à matrice Simple face au pas de 2.54mm, 40.5 x 40 x 1.5mm, 35µm, FR4

https://www.rs-particuliers.com/WebCatalog/Carte_a_matrice_Simple_face_au_pas_de_254mm<u>405_x_40_x_15mm</u>35%C2%B5m__FR4-8971408.aspx

UC1 - Support DIL 28 voies

https://www.rs-particuliers.com/WebCatalog/Support_DIL<u>Entraxe_de_254mm</u>largeur_de_rangee_762mm<u>28_voies</u>Traversant<u>broches_Tulipe</u>5A_Vertical-801796.aspxSupport DIL 28 voies
Entraxe de 2.54mm
Largeur de rangée 7.62mm
Traversant, broches Tulipe
5A Vertical 

REG1 - Régulateur de tension

https://www.rs-particuliers.com/WebCatalog/Regulateur_de_commutation<u>Vin_9</u>72V_dc<u>Vout_5V_dc</u>500mA__25W-6727095.aspxVin 9 -> 72V dc
Vout 5V dc
Imax 500mA, 2.5W
REGUL.pdf

CPT1 - Capteur altimètrique BMP280

https://drotek.com/shop/fr/imu/751-bmp280-breakout-board.html
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CPT2 - Capteur à effet Hall Ratiométrique

https://www.rs-particuliers.com/WebCatalog/Capteur_a_effet_Hall_Ratiometrique<u>1_5_mA</u>4_5__10_5_V_cc-2166231.aspx
HALL.pdf

CPT3 - Capteur de température Maxim DS18B20+PAR -55 +125 °

https://www.rs-particuliers.com/WebCatalog/Capteur_de_temperature_Maxim<u>_55</u>125_%C2%B0C_TO_92_3_Pin-7860809.aspx
DS18B20PAR.pdf

CPT4 - Capteur de température Maxim DS18B20+PAR -55 +125 °

https://www.rs-particuliers.com/WebCatalog/Capteur_de_temperature_Maxim<u>_55</u>125_%C2%B0C_TO_92_3_Pin-7860809.aspx
ds18b20par.pdf

CPT5 - Capteur de température Maxim DS18B20+PAR -55 +125 °

https://www.rs-particuliers.com/WebCatalog/Capteur_de_temperature_Maxim<u>_55</u>125_%C2%B0C_TO_92_3_Pin-7860809.aspx
ds18b20par.pdf

CPT6 - Capteur de courant à effet Hall 300A / 5V

https://www.rs-particuliers.com/WebCatalog/Capteur_de_courant__5_V-5329205.aspx
LEM.pdf

LCD8X2 - Affichage graphique LCD

https://www.rs-particuliers.com/WebCatalog/Affichage_graphique_LCD__LCD_Reflexion_2_lignes_de_8_caracteres-1631917.aspxLCD à Réflexion
2 lignes de 8 caractères
0900766b816054d2.pdf

SW1 & LED1 - Bouton Poussoir Lumineux (LED)

https://drotek.com/shop/fr/home/490-led-pushbutton-switches.html#/107-cable-pixhawk
LP1.pdf

D1 - Diode de commutation 1N4148

https://www.rs-particuliers.com/WebCatalog/Diode_de_commutation<u>400mA</u>100V<u>DO_35</u>2_broches-6715477.aspx
1N4148.pdf

Résonateur céramique 16MHz

https://www.rs-particuliers.com/WebCatalog/Resonateur_ceramique<u>16MHz</u>CSTLS16M0X55Z_A0<u>Module_d_extension</u>39pF<u>CSTLS</u>8_x_3_x_9mm__3_broches-7926542.aspx
XTAL.pdf

F1 - Fusible 800mA

https://www.rs-particuliers.com/WebCatalog/Fusible_non_rearmable_filaire_RS_Pro<u>Sortie_Radiale</u>800mA-7675030.aspx

P1 - Résistance ajustable 10kOhms, ±10%, 1/2W monotour

https://www.rs-particuliers.com/WebCatalog/Resistance_de_trimmer_Bourns<u>10kO</u>%C2%B110<u>1_2W_monotour</u>Traversant_serie_3386F__Reglage_au_doigt-5222233.aspx

C1 - Condensateur Tantale 3,3µF 50V dc

https://www.rs-particuliers.com/WebCatalog/Condensateur_Tantale_Vishay<u>3_3%C2%B5F</u>%C2%B110<u>50V_dc</u>Traversant<u>pas_de_508mm</u>serie_790D-6844881.aspxCondensateur Tantale
3,3µF, ±10%, 50V dc
Traversant, pas de 5.08mm

C2 - Condensateur polyester 100nF

https://www.rs-particuliers.com/WebCatalog/Condensateur_polyester_PET_KEMET<u>100nF</u>%C2%B15<u>63_V_ca</u>100_V_cc<u>Traversant</u>pas_de_5mm__R82-4631765.aspx

C3 - Condensateur polyester 100nF

https://www.rs-particuliers.com/WebCatalog/Condensateur_polyester_PET_KEMET<u>100nF</u>%C2%B15<u>63_V_ca</u>100_V_cc<u>Traversant</u>pas_de_5mm__R82-4631765.aspx

C4 - Condensateur polyester 100nF

https://www.rs-particuliers.com/WebCatalog/Condensateur_polyester_PET_KEMET<u>100nF</u>%C2%B15<u>63_V_ca</u>100_V_cc<u>Traversant</u>pas_de_5mm__R82-4631765.aspx

C5 - Condensateur 4,7nF X7R

https://www.rs-particuliers.com/WebCatalog/Condensateur_ceramique_multicouche_MLCC<u>Traversant</u>4_7nF<u>%C2%B110</u>100V_dc<u>dielectrique</u>X7R-5381304.aspx

C6 - Condensateur 47nF X7R

C7 - Condensateur 47nF X7R

https://www.rs-particuliers.com/WebCatalog/Condensateur_ceramique_multicouche_MLCC<u>Traversant</u>47nF<u>%C2%B110</u>100V_dc<u>dielectrique</u>X7R-5381348.aspx

R1 - Résistance fixe 110k Ohms ±0.1% 0,25W

https://www.rs-particuliers.com/WebCatalog/Resistance_fixe_110kO<u>%C2%B101</u>0_25W__23_Dia_x_63mm-7550757.aspx

R2 - Résistance fixe 10k Ohms ±0.1%, 0,25W

https://www.rs-particuliers.com/WebCatalog/Resistance_de_precision_10kO<u>%C2%B101</u>0_25W__23_Dia_x_63mm-1251201.aspx

R3 - Résistance fixe 10k Ohms ±1% 0,6W

https://www.rs-particuliers.com/WebCatalog/Resistance_fixe_a_couche_mince_10kO<u>%C2%B11</u>0_6W__25_Dia_x_65mm-6832939.aspx

R4 - Résistance fixe 1M Ohms ±1% 0,6W

https://www.rs-particuliers.com/WebCatalog/Resistance_fixe_a_couche_mince_1MO<u>%C2%B11</u>0_6W__25_Dia_x_65mm-6834159.aspx

R5 - Résistance fixe 10k Ohms ±1% 0,6W

https://www.rs-particuliers.com/WebCatalog/Resistance_fixe_a_couche_mince_10kO<u>%C2%B11</u>0_6W__25_Dia_x_65mm-6832939.aspx

R6 - Résistance fixe 1k Ohms ±1% 0,6W

https://www.rs-particuliers.com/WebCatalog/Resistance_fixe_a_couche_mince_1kO<u>%C2%B11</u>0_6W__25_Dia_x_65mm-6833165.aspx

R7 - Résistance fixe 4k7 Ohms ±1% 0,6W

https://www.rs-particuliers.com/WebCatalog/Resistance_a_film_metallique_4_7kO<u>%C2%B11</u>0_6W__23_Dia_x_62mm-1251163.aspx

R8 - Résistance fixe 1k5 Ohms ±1% 0,6W

https://www.rs-particuliers.com/WebCatalog/Resistance_fixe_a_couche_metallique_1_5kO<u>%C2%B11</u>0_6W__23_Dia_x_62mm-148540.aspx

Rallonge de servo

https://www.flashrc.com/muldental/6681-rallonge_servo_100cm_jr_050mm_torsadee_silicone_muldental.htmlCes rallonges vous permettrons une fois coupées en deux de câbler les différents capteurs, les circuits de surveillances PCM et le contrôleur moteur à la carte IHM/BMS. Ce n'est pas obligatoire mais ça vous permettra de les déconnecter si besoin. Mais vous pouvez aussi les connecter directement sans connecteurs.
Sur le site de FlashRC, vous trouverez différentes longueurs, torsadée ou non, etc. Faite une recherche sur "rallonge servo".

Sangle VELCRO

https://www.rs-particuliers.com/WebCatalog/Sangle_velcro_RS_Pro_Noir__300mm_x_20_mm-3339834.aspxSangle velcro RS Pro Noir
300mm x 20 mm

Gaine tressée extensible diamètre 5mm en Polyéthylène

https://www.rs-particuliers.com/WebCatalog/Gaine_tressee_Extensible<u>RS_Pro</u>Diam_5mm<u>en_Polyethylene_Noir</u>5m-408198.aspx




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